224_p2490-01_D1_987

В настоящей работе впервые приводятся сведения об элементном составе гуминовых кислот почв юга Предбайкалья. Полученные данные показывают, что гуминовые кислоты исследуемых дерновых лесных почв обладают высокой зольностью и гигроскопической влажностью, причем современные гумусовые горизонты содержат меньше золы и больше гигроскопической влаги, чем погребенные (табл. 4).

На строение и состав ГК оказывают влияние химические и биогенные факторы – состав органических остатков, характер микрофлоры. Исследуемая дерновая лесная почва западины подтаежного ландшафта характеризуется повышенным содержанием углерода и водорода, пониженным кислорода и азота.

Более наглядно представляется роль отдельных элементов в построении молекул ГК при вычислении атомных отношений (табл. 5).

Таблица 5 Элементный состав гуминовой кислоты целинной дерновой

лесной почвы западины в атомных (мольных) процентах

Дерновый горизонт дерновой лесной почвы западины характеризуется низкой обуглероженностью ГК (37,0 %), высокой долей водорода (44,7 %), превышающей содержание углерода. Величина атомного отношения Н/С 1,21, что указывает на значительную развитость боковых цепей и присутствие линейных связей групп – С-Н, СН2 и СН3. По-видимому, образующиеся в процессе разложения простые соединения, активно участвуют в формировании периферической части молекул.

В целом ГК современного и погребенного горизонтов западины имеют четкие отличия по содержанию углерода и водорода, что указывает на различные экологические условия образования гори-

50

зонтов. Величина атомного отношения Н/С в погребенном горизонте равна 0,72. Это говорит о наличии бензоидных структур в ядерной части молекулы, что объясняется более теплыми и менее влажными условиями формирования этого горизонта [Дергачева, Некрасова,

Лаврик, 2002].

ГК погребенного гумусового горизонта отличаются высокой обуглероженностью (46,9 %) и низкой долей водорода (33,6 %). Согласно Д. С. Орлову [1990], если для углеводородов отношения Н/С порядка 0,8–1,0 позволяют предполагать преобладание ароматических структур, то при отношениях Н/С 1,4 приходится признавать превалирование алифатических цепочек.

Содержание кислорода низкое и составляет 16,4 % в современном горизонте и 17,8 % в погребенном. Величина О/С приближается к средним значениям для ГК почв Европейской части [Орлов, 1990] Южного Урала [Дергачева, Некрасова, Лаврик, 2002], Западного Забайкалья [Чимитдоржиева, Цыбикова, 2003] и в современном горизонте она равна 0,44, в погребенном – 0,38.

Поскольку отношение О/С показатель ненадежный, то Д. С. Орловым [1990] предложено рассчитывать степень окисленности. По его мнению, если она отрицательна, то это говорит об избытке водорода и отвечает восстановленному характеру вещества, что характерно для современного горизонта. При избытке кислорода степень окисленности положительна и соединение имеет более высокую окисленность, что наблюдается в погребенном горизонте исследуемой почвы.

Насыщенность гуминовых кислот азотом низкая и очень низкая по сравнению с почвами Европейской части, Южного Урала и Западного Забайкалья. Доля азота в современном горизонте составляет 1,9 %, а в погребенном еще меньше. Величина С/N в современном горизонте составляет 19,8, в погребенном расширяется до 27,2.

51

Глава 4 ХАРАКТЕРИСТИКА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ

Тип серых лесных почв широко развит в хвойно-лиственной подзоне тайги Южного Предбайкалья. Территория исследования относится к району серых лесных почв бассейна верховий рек Ангары и Куды протягивается неширокими полосами по речным долинам и находится на стыке районов с дерново-подзолистыми почвами, с одной стороны, и дерново-карбонатными почвами и черноземами – с другой. В долинах рек развит комплекс аккумулятивных террас, из которых верхние и частично средние, сложенные песками, залесены. Здесь господствуют сосняки травяные и рододендроновые. От 20 до 30 % территории распахано. Широко распространены серые лесные почвы. На нижних частях склонов они сменяются выщелоченными черноземами, а на днищах сухих ложбин – лугово-черноземными почвами [Кузьмин, 1988; Иркутская область…, 1993].

Существует несколько гипотез о путях образования серых лесных почв. Так, О. В. Макеев [1959] утверждает, что они образовались из дерново-подзолистых почв в результате изменения таежного ландшафта под воздействием человека. Б. В. Надеждин [1961] рассматривает серые лесные почвы региона, как «первичные лесные», отмечая, что они значительно слабее оподзолены, чем серые лесные почвы Европейской части страны.

Теории первичного происхождения серых лесных почв под пологом широколиственных лесов придерживался В. В. Докучаев. Однако такой путь считается возможным для подзоны широколиственных лесов Европейской части страны. В Приангарье нет широколиственных лесов, а мелколиственные березовые являются производными, вторичными и находящиеся под ними почвы не могут быть первичными образованиями.

Серые лесные почвы Южного Предбайкалья отличаются от своих аналогов в европейской части страны меньшей оподзоленностью и пониженной кислотностью [Кузьмин, 1980]. Наиболее мобильные свойства почв – невысокая кислотность, обогащенность гумусом и обменными основаниями верхних горизонтов элювиальноиллювиального профиля – отражают влияние послепожарного воздействия и современной растительности, а консервативные свойства

52

(валовой и гранулометрический состав) соответствуют прежним условиям и былой растительности, под влиянием которых сформировался дифференцированный по подзолистому типу профиль почв.

Согласно Г. А. Воробьевой [2010] серая лесная почва (gray forest soil) – типовое название для почв, формирующихся в лесной зоне умеренно-континентального климата и в северной лесостепи. Они характеризуются наличием ореховатого оподзоленного горизонта А2В (BE) или A1A2 (АЕ) под гумусово-аккумулятивным горизонтом, ниже которого идет четко выраженный ореховатый иллювиальный горизонт. Формула типа серых лесных почв в Классификации

[1977]: Aо–A1–A1A2–BA2–B(B1B2)–BC–C.

Согласно Классификации-2004 тип серые характеризуется наличием серогумусового аккумулятивного горизонта, количественные характеристики которого приближены к нижним пределам показателей темногумусового горизонта. Он имеет мощность 20–25 см

икомковатую или комковато-пороховидную структуру.

Вотличие от дерново-подзолистых почв, в серых почвах отсутствует обособленный элювиальный горизонт EL [Воробьева, 2010]. Его место занимает специфический гумусово-элювиальный горизонт AEL, имеющий комковатую, иногда плитчато-комковатую структуру и более светлую, чем в горизонт AY, окраску. При переходе от элювиальной толщи к текстурной выделяется субэлювиальный горизонт BEL, состоящий из комбинации белесых, светлых, бурых, иногда темных фрагментов, различающихся по сложению, гранулометрическому составу и структуре. Белесые и светлые фрагменты легче по гранулометрическому составу, бесструктурные или имеют тенденцию к горизонтальной делимости. Более темные суг- линисто-глинистые фрагменты сохраняют элементы ореховатой структуры, свойственной текстурному горизонту.

Характерным для серых почв образованием является так называемый «второй гумусовый горизонт» реликтовой природы, который имеет обильные светлые скелетаны на поверхности структурных отдельностей и большей частью совмещается с субэлювиальным горизонтом. Более подробно его свойства описаны в соответствующем подтипе.

Текстурный горизонт буро-коричневый, плотный, с отчетливо выраженной многопорядковой призмовидно-ореховатой структурой. Поверхность педов покрыта глянцевыми темно-серыми или темнокоричневыми кутанами, сформированными за счет иллювиирования органического вещества и глины, а также светлыми скелетанами.

53

Внижней части профиля (обычно глубже 110–120 см) возможно присутствие карбонатов в виде прожилок (псевдомицелия) и твердых конкреций.

Реакция почв слабокислая, в нижней части может быть нейтральной, а при наличии карбонатов – слабощелочной. Содержание гумуса в горизонте AY составляет обычно 4–6 %. Соотношение гуминовых и фульвокислот около 1.

Вверхних горизонтах поглощающий комплекс близок к насыщению, реже не насыщен основаниями. Их сумма составляет 20–40 мг-экв

спреобладанием обменного кальция. КД в почвах на однородных пылеватых породах колеблется в пределах 1,4–2,2.

4.1. МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ

Две сопряженные пары разрезов закладывались на водоразделе рек Иркут и Кая, в 5 км к юго-западу от Иркутска. Общая направленность склона юго-восточная с углом уклона около 5°, в нижней его части. Почвы находятся в целинном и залежном состоянии (залежь – около 3 лет).

Согласно нивелирному ходу превышение бугра над западиной на целине составила 3,5 м, его диаметр – 22 м. Растительность: березняк папоротниково-разнотравный.

На бугре в лесу почва соответствует формуле профиля по Классификации-1977: O–Ad–A–AB–В1–В2са, что соотносится с названием: серая лесная остаточно-карбонатная.

По Классификации-2004 формула профиля: AY–AEL–BM–Cса, название почвы: ствол – постлитогенные, отдел – структурнометаморфические, тип – серая метаморфическая, подтип – типичная, род – остаточно-карбонатная.

Согласно Г. А. Воробьевой [2010], остаточно-карбонатная выделяется на уровне вида при глубоком вскипании (на глубине 80– 120 см) от карбонатов от НCl, которые обнаруживаются в небольшом количестве. Описание разреза приводим ниже (фото разреза см. в приложении 3).

Разрез 2 – Бугор, целина (лес), в 40 м вверх по склону от разреза 1 Растительность: березняк папоротниковый. Вскипание от 10%- ного НС1 с глубины – 78 см.

О 0–3 см. Подстилка преимущественная лиственная (опад листьев березы), остатки сухой травы, папоротника.

54

Ad 3–7 см. Серый, свежий, пылевато-порошистый, легкосуглинистый, рыхлый, обильно пронизан корнями, корни образуют подушку, переход ясный по корням.

А 7–16 см. Цвет неоднородный на сером фоне желтые пятна горизонта В, влажный, пылевато-комковатый, легкий суглинок, уплотнен, обильно пронизан корнями, переход постепенный по цвету.

АВ 16–30 см. Цвет неоднородный на желтом фоне серые гумусированные пятна, влажный, структура ореховато-комоватая, легкий суглинок, уплотнен, часто встречаются корни, переход ясный по цвету.

В1 30–78 см. Желтый, влажный, ореховатый, легкий суглинок, уплотнен, встречаются корни, переход резкий по вскипанию.

В2са 78–130 см. Желтый, влажный, ореховатый, легкий суглинок, уплотнен, встречаются отдельные корни, бурно вскипает от

10%-ного НСl.

Почва в западине разреза 1 соответствует формуле профиля по Классификации-1977: О–Ad–А–[А]–В1–В2 и названию: серая лесная с погребенным гумусовым горизонтом.

По Классификации-2004 формула профиля: AY–RY–[А–В–С]– C, название почвы: стратозем серогумусовый на погребенной почве отдела стратеземов, синлитогенного ствола. Ниже приводим описание разреза (фото разреза см. в приложении 3).

Разрез 1 – Западина, целина (лес). Разрез заложен в 100 м от восточной окраины с. Смоленщина, на склоне юго-восточной экспозиции с уклоном 8–10о, в нижней его части. Растительность: Изреженный березняк папоротниковый с хвощем, осокой стоповидной, подрост осины угнетен, засохший.

О 0–3 см. Подстилка преимущественная лиственная.

Ad 3–13 см. Серый, сильно задернован, влажный, порошистый, мелкозем легкосуглинистый, рыхлый, много корней, переход ясный по корням;

А 13–37 см. Темно-серый, близок к черному, влажный, комковатый, средний суглинок, слабоуплотнен, переход заметный по цвету;

[А] 37–70 см. Почти черный, влажный, структура комковатозернистая, средний суглинок, слабоуплотнен, переход резкий по цвету;

В1 70–105 см. Желтый, влажный, ореховатый, супесчаный, хорошо сортирован, слабоуплотнен, переход постепенный по цвету.

В2 105–125 см. Желтый с сизоватым оттенком, похож на оглеенный, сильно влажный почти сырой, легкий суглинок, слабоуплотнен.

Антропогенно-преобразованные почвы представлены почвами залежи (залежь примерно 3 года) на микроповышении формула

55

профиля по Классификации-1977: Aр–В1–Вса–ВСса, что соответствует названию: серая лесная остаточно-карбонатная.

По Классификации-2004 формула профиля: P–(AY)–AEL–BМ– C, название почвы: ствол – постлитогенные, отдел – структурнодифференцированные, тип – агросерая метаморфическая, подтип – типичная. Ниже приводим описание разреза (фото разреза см. в приложении 4).

Разрез 4 – Залежь, микроповышение. Расположен в 300 м от разреза 2 вверх по склону в северо-западном направлении – привершинная часть, уклон около 2о. Поверхность слабоволнистая. Вскипание от 10%-ного НС1 наблюдается с глубины 38 см. Растительность представлена разнотравьем: клевер, половник, белоголовник, вейник.

Aр 0–20(25) см. Сероватый с коричневый оттенком, влажный, комковатый, тяжелый суглинок, слабоуплонен, гумусовые потеки до 25 см переход резкий по цвету.

В1 20(25)–38 см. Желтовато-коричневый, влажный, ореховатый, легкий суглинок, уплотнен, не вскипает (кроме пятен среднего суглинка), переход резкий по вскипанию.

Вса 38–65 см. Желтый, в отличие от горизонта В1 встречаются светлые прослои (карбонатные), влажный, средний суглинок, уплотнен, бурно вскипает от 10% НСl, переход постепенный по цвету.

ВСса 65–130 см. Более светлый чем предыдущий, с белесоватым оттенком от карбонатов, влажный, средний суглинок, уплотнен, бурно вскипает от 10%-ного НСl.

На микропонижении почва представлена разрезом 3 с формулой профиля по Классификации-1977: Aр–АВ–[А]–[А]g и названием: серая лесная глееватая с погребенным гумусовым горизонтом.

По Классификации-2004 формула профиля будет соответствовать: PU–RU–D, название почвы: агростратозем темногумусовый отдела стратоземов синлитогенного ствола. Описание разреза приведено ниже (фото разреза см. в приложении 4).

Разрез 3 – Залежь, микропонижение. Средняя часть северного склона. Расположен в 42 м от разреза 4 вглубь поля, и ниже его на 50 см. Обезлесенный участок, его размер 200×300 м среди березняка разнотравно-папоротникового. Растительность: клевер, половник, белоголовник, вейник.

Aр 0–20 см. Темно-коричневый с черным оттенком, влажный, комковатый, средний суглинок, слабоуплотнен, много корней, переход ясный по корням.

56

АВ 20–40 см. Серый с включением почти черных прослоев, сильно влажный почти сырой, комковатый, средний суглинок, слабоуплотнен, переход ясный по цвету.

[А] 40–60 см. Почти черный, холодный, сильно влажный близко к сырому, структура комковато-зернистая, легкий суглинок, слабоуплотнен, переход постепенный по цвету.

[А]g 60–140 см. Немного светлее предыдущего с сизоватым оттенком, холодный, сильно влажный близко к сырому, структура комковато-зернистая, легкий суглинок, слабоуплотнен.

4.2. ФИЗИЧЕСКИЕ, ХИМИЧЕСКИЕ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

4.2.1. Гранулометрический состав

По гранулометрическому составу исследуемые серые лесные почвы относятся к легким суглинкам (рис. 17). Почва бугра в лесу (разрез 2) достаточно однородна по содержанию крупных фракций физического песка, которые являются преобладающими и в сумме составляют 73–79 %, что говорит об литогенной однородности почвенной толщи [Турсина, 1989]. Однако наблюдаются заметные колебания количе-

ства мелкого песка по профилю. Профиль почвы несколько дифференцирован по илу, показатель текстурной дифференциации (КД) равен 2.

В западине на целине четко выделяется трехчленная толща по содержанию грубодисперстных фракций песка и пыли, отвечающих за литогенную неоднородность почв. Так, дерновый горизонт представлен легким суглинком с содержанием мелкого песка 52 %, количество физического песка составляет 78 %, что связано с его эоловым переносом с распаханных земель. В горизонтах А и [А] содержание физического песка снижается на 11 и 14 % соответственно. Причиной тому может служить повышенное содержание гумуса в этих горизонтах, большая степень их выветрелости, так как они формировались в более благоприятных, чем сейчас биоклиматических условиях [Воробьева, 1980; 1989]. Далее вниз по профилю содержание песка и крупной пыли вновь увеличивается и в горизонте В1 достигает максимальных значений. Гранулометрический состав этого горизонта представлен супесью, суммарное количество крупных фракций достигает 81 %.

57

4.2.2. Актуальная кислотность и обменные основания

Реакция среды обычна для серых лесных почв региона с колебаниями от слабокислой в гумусовом и погребенном горизонтах, до щелочной в карбонатных. Причем почва западины оказалась значительно кислее почвы на бугре (рис. 18).

Рис. 18. Показатели рН в серых лесных почвах

Отмечено высокое содержание обменных оснований в дерновых горизонтах обеих почв с резким снижением вниз по профилю

(рис. 19).

Рис. 19. Содержание обменных оснований в серых лесных почвах

В погребенных горизонтах почвы понижения их количество повышено, что свидетельствует о существенной роли органического вещества в поглотительной способности почв.

59